KR102528815B1 - Image-based displacement measurement apparatus related to pile driving - Google Patents

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KR102528815B1
KR102528815B1 KR1020220163070A KR20220163070A KR102528815B1 KR 102528815 B1 KR102528815 B1 KR 102528815B1 KR 1020220163070 A KR1020220163070 A KR 1020220163070A KR 20220163070 A KR20220163070 A KR 20220163070A KR 102528815 B1 KR102528815 B1 KR 102528815B1
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장정환
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주식회사 티엠이앤씨
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장정환
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Abstract

본 발명은 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치에 관한 것으로, 항타기의 해머와 파일의 일정 위치에 각각 부착되고 구분이 가능하도록 그 형태가 서로 다른 두 개의 타깃과; 상기 타깃을 향해 설치되고 타깃의 변위를 측정하기 위해 영상이미지를 연속적으로 취득하며 취득하는 영상이미지의 한 프레임에는 상기 그 형태가 서로 다른 두 개의 타깃을 포함하는 카메라, 및 상기 카메라로부터 영상이미지 데이터를 수신하고 타깃의 변위량을 산출하며 운영자에 의한 운영지시를 무선통신을 통해 할 수 있는 현장단말기를 포함하여 이루어짐으로써, 하나의 영상으로 관입량과 리바운드량 및 해머의 낙하고를 동시에 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 항타에 의한 진동의 영향을 받지 않으면서 특유의 상관값 산정방법과 보간법 적용으로 측정된 변위량의 정밀도가 매우 높다.The present invention relates to an image-based displacement measuring device related to pile driving, which includes two targets each attached to a hammer of a pile driver and a predetermined position of a pile and having different shapes so as to be distinguished; A camera installed toward the target, continuously acquiring video images to measure the displacement of the target, and including two targets having different shapes in one frame of the acquired video images, and video image data from the camera. By including a field terminal capable of receiving, calculating the displacement of the target, and giving operating instructions by the operator through wireless communication, it is possible to simultaneously measure the amount of penetration, rebound, and hammer fall with one image. , the precision of the measured displacement is very high by applying the unique correlation value calculation method and interpolation method without being affected by vibration by driving.

Description

영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치 {Image-based displacement measurement apparatus related to pile driving}Image-based displacement measurement apparatus related to pile driving}

본 발명은 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 영상으로 관입량과 리바운드량 및 해머의 낙하고를 동시에 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 항타에 의한 진동의 영향을 받지 않으면서 특유의 상관값 산정방법과 보간법 적용으로 측정된 변위량의 정밀도가 매우 높은 변위 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image-based displacement measuring device related to pile driving, and more specifically, not only can measure the amount of penetration, rebound and hammer fall at the same time with one image, but also is not affected by vibration caused by driving. It relates to a displacement measuring device with very high precision of the displacement amount measured by applying a unique correlation value calculation method and interpolation method without

일반적으로 고층건물, 교량, 항만 등과 같은 토목공사를 시공하기 위하여 구조물을 시공하기에 앞서 지반에 말뚝, 즉, 파일(Pile)을 수직 방향으로 항타하는 파일 시공이 수행된다. 이러한 파일은 수직력에 저항하기 위한 견고한 지반까지 관입시키기 위해 항타기를 이용하여 지반에 항타된다.In general, in order to construct civil engineering works such as high-rise buildings, bridges, ports, etc., pile construction is performed on the ground prior to constructing structures, that is, driving piles in a vertical direction. These piles are driven into the ground using a pile driver to penetrate into the solid ground to resist the vertical force.

이러한 파일 시공은 토목공사의 기초 공정으로서, 갈수록 고층화되어 가는 구조물의 안전을 위하여 파일이 항타되는 깊이와 허용지지력의 산정이 더욱 중요해지고 있는 실정이다.Such pile construction is a basic process of civil engineering, and it is becoming more important to calculate the depth at which piles are driven and the allowable bearing capacity for the safety of increasingly high-rise structures.

이러한 파일 항타시에는 반드시 관입량 및 리바운드량 등 항타에 의해 파일에 발생하는 변위를 측정하여 파일의 관입량을 관리하고 있다. 이것은 항타시 측정한 파일의 변위 거동을 통하여 파일 기초가 지반에 제대로 시공되었는지를 확인할 수 있을 뿐 아니라, 경험적 방법을 통해 파일의 허용지지력을 간접적으로 평가할 수 있기 때문이다.When driving such a pile, the amount of penetration of the pile is managed by measuring the displacement generated in the pile by driving, such as the amount of penetration and rebound. This is because not only can it be confirmed whether the pile foundation is properly constructed on the ground through the displacement behavior of the pile measured during driving, but also the allowable bearing capacity of the pile can be indirectly evaluated through an empirical method.

이러한 파일의 허용지지력은 복잡한 현장 지반 조건이나 시공 상태에 따라 크게 좌우되며, 설계시에 파일의 지지력을 정확하게 예측하기 어렵기 때문에, 시공 시 파일의 지지력을 확인하기 위한 현장시험이 필수적이라고 할 수 있다.The allowable bearing capacity of these piles is highly dependent on complex site ground conditions or construction conditions, and since it is difficult to accurately predict the bearing capacity of piles during design, field tests are essential to confirm the bearing capacity of piles during construction. .

하지만, 종래에는 실무적으로 항타 파일의 변위량 측정은 주로 수작업에 의해 이루어지고 있는데, 모눈종이를 관입되는 파일의 일측면에 부착하고 작업자가 직접 사인펜을 들고 항타되는 파일 바로 옆에 서서 사인펜을 모눈종이에 갖다 대는 방법으로 관입량 측정이 이루어졌다.However, conventionally, in practice, the measurement of the displacement of the driving pile is mainly performed manually. Grid paper is attached to one side of the penetrating pile, and the operator directly holds a felt pen and stands right next to the pile to be driven, holding the pen on the graph paper. Penetration amount was measured by the touch-up method.

이러한 수작업은 작업자의 안전성에 문제가 있고, 측정 범위의 한계가 존재하며, 주변 환경 요인에 의한 오차가 발생하고, 작업자의 임의 조작 가능성이 존재하며, 현장에서 데이터 계측 후 실내에서 따로 분석해야 한다는 문제점이 있다.Such manual work has problems with the safety of the operator, limitations in the measurement range, errors caused by environmental factors, the possibility of arbitrary manipulation by the operator, and the need to analyze the data separately in the room after measuring the data in the field. there is

이러한 문제점을 해결하기 위해 레이저를 이용하거나 여러대의 카메라를 이용하는 등 다양한 계측 및 광학 장비를 항타 파일의 변위 측정에 적용한 개발 사례가 있었으나, 실제 현장은 작업 환경이 열악하여 실무에서 사용하기에 불편하거나 너무 오랜 시간이 걸려 아직은 적극적으로 사용되지 못하고 있다.In order to solve this problem, there have been development cases in which various measurement and optical equipment, such as using lasers or multiple cameras, have been applied to the displacement measurement of driving piles. It has been around for a long time and has not been actively used yet.

따라서, 신뢰성 있는 단일의 영상수집유닛을 이용하여 영상분석을 통해 정밀하면서도, 파일에 근접할 필요가 없는 파일항타관련 변위 측정장치가 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a displacement measuring device related to pile driving that is precise through image analysis using a single reliable image collection unit and does not need to be close to the pile.

한편, 종래 기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-2200824호(2021년01월12일 공개)에 개시되어 있는 바와 같이, 항타 파일의 일정 위치에 부착 설치되는 촬영 타겟과; 상기 항타 파일의 주변에 설치되어 상기 항타 파일의 항타 관입량에 따라 발생된 상기 촬영 타겟의 변위량 측정 영상을 획득하기 위한 카메라와; 상기 촬영 타겟에 탈부착 설치되어 상기 항타 파일의 항타 후 리바운드량을 측정하기 위한 가속도센서와; 상기 카메라에서 측정된 상기 촬영 타겟의 변위량 영상 데이터와 상기 가속도센서에서 측정된 리바운드량 데이터를 수집하여 상기 항타 파일의 관입량 및 리바운드량을 산출하기 위한 데이터 처리장치와; 상기 데이터 처리장치로부터 산출된 항타 파일의 관입량 및 리바운드량을 출력하기 위한 디스플레이장치;를 포함하여 구성되며, 상기 가속도센서는 진동가속도 값을 측정하고, 가속도 및 변위에 관한 알고리즘 및 FFT(Fast Fourier Transform)과정에 의하여 주파수별 진동변위(D)값을 편진폭값으로 리바운드량을 산출하는 것을 특징으로 하는 카메라 및 가속도센서를 이용한 발명이다.On the other hand, as the prior art, as disclosed in Republic of Korea Patent Registration No. 10-2200824 (published on January 12, 2021), a shooting target attached to a certain position of the pile and installed; a camera installed around the driving pile to acquire an image of the displacement amount of the shooting target generated according to the driving penetration amount of the driving pile; an acceleration sensor detachably installed on the shooting target to measure a rebound amount after driving the driving pile; a data processing device for calculating a penetration amount and a rebound amount of the driving pile by collecting displacement amount image data of the shooting target measured by the camera and rebound amount data measured by the acceleration sensor; and a display device for outputting the penetration amount and rebound amount of the driving pile calculated from the data processing device, wherein the acceleration sensor measures the vibration acceleration value, and the acceleration and displacement algorithm and FFT (Fast Fourier It is an invention using a camera and an acceleration sensor, characterized in that the rebound amount is calculated from the vibration displacement (D) value for each frequency as a single amplitude value by the Transform) process.

그러나 상기 종래 기술도 변위량 측정의 정밀도에 있어 만족할 수준이 되지 못하고, 데이터 처리장치는 실시간으로 현장에서 사용하기에는 불편하여 현장적용성이 떨어지기는 마찬가지이다.However, the prior art also does not reach a satisfactory level in the accuracy of displacement measurement, and the data processing device is inconvenient to use in the field in real time, so field applicability is poor.

대한민국 등록특허공보 제10-2200824호(2021년01월12일 공고, 발명의 명칭: 카메라 및 가속도센서를 이용한 실시간 파일항타 관입량 및 리바운드량 자동측정시스템)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2200824 (published on January 12, 2021, title of invention: real-time pile drive penetration and rebound automatic measurement system using camera and acceleration sensor)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 카메라 촬영으로 취득되는 영상의 한 프레임에는 항타기의 해머와 파일에 부착된 두 개의 다른 형태의 타깃을 모두 포함하도록 하여 하나의 영상으로 관입량과 리바운드량 및 해머의 낙하고를 동시에 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 항타에 의한 진동의 영향을 받지 않으면서 특유의 상관값 산정방법과 보간법 적용으로 측정된 변위량의 정밀도가 매우 높은, 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치를 제공하는데 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to include both a hammer of a pile driver and two different types of targets attached to a pile in one frame of an image acquired by camera shooting. Not only can the penetration amount, rebound amount, and hammer fall height be measured simultaneously with the video of It is to provide an image-based displacement measuring device related to pile driving.

또한, 현장에서 전반적인 운영지시를 운영자가 현장단말기로 확인하면서 무선통신을 통해 바로 직접적으로 할 수 있으므로 항타 작업의 효율성과 현장적용성이 뛰어나며 작업자의 안전사고 발생도 방지할 수 있는, 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치를 제공하는데 있다.In addition, since the operator can check the overall operation instructions in the field through the field terminal and directly through wireless communication, the efficiency of driving work and field applicability are excellent, and the occurrence of safety accidents of workers can be prevented. It is to provide a driving related displacement measuring device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 항타기의 해머와 파일의 일정 위치에 각각 부착되고 구분이 가능하도록 그 형태가 서로 다른 두 개의 타깃과; 상기 타깃을 향해 설치되고 타깃의 변위를 측정하기 위해 영상이미지를 연속적으로 취득하며 취득하는 영상이미지의 한 프레임에는 상기 그 형태가 서로 다른 두 개의 타깃을 포함하는 카메라, 및 상기 카메라로부터 영상이미지 데이터를 수신하고 타깃의 변위량을 산출하며 운영자에 의한 운영지시를 무선통신을 통해 할 수 있는 현장단말기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is attached to a predetermined position of the hammer and pile of the pile driver, respectively, and two targets having different shapes so as to be distinguished; A camera installed toward the target, continuously acquiring video images to measure the displacement of the target, and including two targets having different shapes in one frame of the acquired video images, and video image data from the camera. It is characterized in that it comprises a field terminal capable of receiving, calculating the amount of displacement of the target, and giving operation instructions by the operator through wireless communication.

또한, 본 발명에서는 상기 카메라 및 현장단말기와 제어신호를 송수신하여 타깃의 변위 측정과 관련된 제어를 수행하는 제어부가 상기 현장단말기에 포함되고, 상기 파일 상단에는 완충내장재 캡이 씌어져 있다.In addition, in the present invention, a control unit for performing control related to displacement measurement of the target by transmitting and receiving control signals to and from the camera and the field terminal is included in the field terminal, and the top of the pile is covered with a buffer interior material cap.

또한, 본 발명에서 항타전 카메라 촬영으로 취득한 영상이미지인 기준이미지를 입력 데이터로 하여 모멘트 기반 타깃 검출을 통해 상기 기준이미지로부터 타깃을 검출하는 타깃 검출 모듈은 상기 현장단말기에 포함된다.In addition, in the present invention, a target detection module for detecting a target from the reference image through moment-based target detection using a reference image, which is a video image obtained by shooting a driving camera, as input data is included in the on-site terminal.

또한, 본 발명에서 타깃을 검출하여 수집한 타깃이미지와 항타시 카메라 촬영으로 취득한 모든 프레임인 측정이미지(또는 기준이미지)에 대한 상관값(-1 ~ +1 사이의 값)은 다음의 수학식,

Figure 112022128017692-pat00001
(여기서, n은 타깃이미지의 총픽셀수, x는 타깃이미지와 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 가로축 픽셀위치, y는 타깃이미지와 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 세로축 픽셀위치, t(x,y)는 타깃이미지의 x,y위치에서의 그레이스케일, m(x,y)는 타깃이미지에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 x,y위치에서의 그레이스케일, σt와 σm은 각각 타깃이미지와 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 그레이스케일의 표준편차,
Figure 112022128017692-pat00002
Figure 112022128017692-pat00003
는 각각 타깃이미지와 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 그레이스케일의 평균)을 이용하여 계산하는 상관값 계산 모듈은 상기 현장단말기에 포함된다.In addition, the correlation value (value between -1 and +1) for the target image collected by detecting the target in the present invention and the measurement image (or reference image), which is all frames acquired by camera shooting at the time of driving, is the following equation,
Figure 112022128017692-pat00001
(Where n is the total number of pixels of the target image, x is the horizontal axis pixel position of the target image and its corresponding measurement image (or reference image), y is the vertical axis pixel of the target image and its corresponding measurement image (or reference image) position, t(x,y) is the gray scale at the x,y position of the target image, m(x,y) is the gray scale at the x,y position of the measurement image (or reference image) corresponding to the target image, σ t and σ m are the standard deviation of the gray scale of the target image and the corresponding measurement image (or reference image), respectively.
Figure 112022128017692-pat00002
and
Figure 112022128017692-pat00003
is an average of gray scales of a target image and a corresponding measured image (or a reference image) respectively). A correlation value calculation module is included in the on-site terminal.

또한, 본 발명에서 상기 타깃이미지는 측정이미지(또는 기준이미지)의 모든 픽셀을 좌측상단부터 우측하단까지 1픽셀씩 이동하면서 측정이미지(또는 기준이미지)의 모든 픽셀에 대해서 상기 상관값을 계산하되, 상기 상관값은 타깃이미지의 모든 픽셀 중에서 일정한 위치의 픽셀인 측정점(기준이미지에서는 기준점)에 부여되며 그 측정점(기준이미지에서는 기준점)은 측정이미지(또는 기준이미지)의 모든 픽셀을 거쳐 이동한다.In the present invention, the target image calculates the correlation value for all pixels of the measurement image (or reference image) while moving all pixels of the measurement image (or reference image) by one pixel from the upper left corner to the lower right corner, The correlation value is given to a measurement point (reference point in a reference image), which is a pixel at a constant position among all pixels of a target image, and the measurement point (reference point in a reference image) moves through all pixels of the measurement image (or reference image).

또한, 본 발명에서 상기 상관값이 가장 1에 가까운 위치의 측정이미지(또는 기준이미지) 픽셀과 가로축 세로축으로 각각 인접하는 2개씩의 픽셀에서의 타깃이미지와 측정이미지(또는 기준이미지)에 대한 상관값을 이용하여 상기 측정점(또는 기준점)의 상관값이 최대값인 보간된 측정점(또는 보간된 기준점)의 위치를 가로축과 세로축에서 각각 다음의 수학식,

Figure 112022128017692-pat00004
(여기서, α,β,γ는 가장 1에 가까운 위치의 측정이미지(또는 기준이미지) 픽셀과 가로축 세로축으로 각각 인접하는 2개씩의 픽셀에서의 타깃이미지와 측정이미지(또는 기준이미지)에 대한 상관값)을 통해 찾아내는 측정점(또는 기준점) 보간 모듈은 상기 현장단말기에 포함된다.In addition, in the present invention, the correlation value of the target image and the measurement image (or reference image) in the pixel of the measured image (or reference image) at the position where the correlation value is closest to 1 and the two pixels adjacent to each other along the horizontal and vertical axes, respectively. The position of the interpolated measurement point (or interpolated reference point) having the maximum correlation value of the measurement point (or reference point) is determined on the horizontal axis and the vertical axis using the following equations,
Figure 112022128017692-pat00004
(Here, α, β, γ are the correlation values between the target image and the measurement image (or reference image) at the measurement image (or reference image) pixel at the position closest to 1 and two adjacent pixels on the horizontal and vertical axes, respectively. ) The measurement point (or reference point) interpolation module found through is included in the field terminal.

또한, 본 발명에서 상기 보간된 측정점과 보간된 기준점을 입력데이터로 하여, 파일에 부착된 타깃의 상기 보간된 측정점의 위치와 보간된 기준점의 위치의 수직 변위인 관입량과, 1회 항타 기준으로 리바운드되기 전의 제일 낮은, 파일에 부착된 타깃의 상기 보간된 측정점의 위치와 리바운드된 후의 제일 높은, 파일에 부착된 타깃의 상기 보간된 측정점의 위치의 수직 변위인 리바운드량, 및 해머가 파일 상단에서 이격되어 있지 않은 정지상태에서의 해머에 부착된 타깃의 상기 보간된 측정점의 위치와 해머가 최고로 들어올려진 상태에서의 해머에 부착된 타깃의 상기 보간된 측정점의 위치의 수직 변위인 낙하고를 동시에 산출하는 타깃 변위 산출 모듈은 상기 현장단말기에 포함된다.In addition, in the present invention, the interpolated measurement point and the interpolated reference point are used as input data, and the penetration amount, which is the vertical displacement of the position of the interpolated measurement point and the position of the interpolated reference point of the target attached to the pile, and the basis of one driving The rebound amount, which is the vertical displacement of the position of the lowest interpolated measurement point of the target attached to the pile before rebounding and the position of the highest interpolated measurement point of the target attached to the pile after rebounding, and the hammer is at the top of the pile Fall height, which is the vertical displacement of the position of the interpolated measuring point of the target attached to the hammer in a stationary state that is not spaced apart and the position of the interpolated measuring point of the target attached to the hammer in the state in which the hammer is lifted to the maximum, is simultaneously calculated A target displacement calculation module is included in the field terminal.

이상에서 살펴본, 본 발명인 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치는 카메라 촬영으로 취득되는 영상의 한 프레임에는 항타기의 해머와 파일에 부착된 두 개의 다른 형태의 타깃을 모두 포함하도록 하여 하나의 영상으로 관입량과 리바운드량 및 해머의 낙하고를 동시에 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 항타에 의한 진동의 영향을 받지 않으면서 특유의 상관값 산정방법과 보간법 적용으로 측정된 변위량의 정밀도가 매우 높고, 현장에서 전반적인 운영지시를 운영자가 현장단말기로 확인하면서 무선통신을 통해 바로 직접적으로 할 수 있으므로 항타 작업의 효율성과 현장적용성이 뛰어나며 시공의 안전성도 동시에 달성할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention's video-based pile driving-related displacement measuring device includes both the hammer of the pile driver and the two different types of targets attached to the pile in one frame of the image acquired by camera shooting, so that it penetrates into one image Not only can the amount, rebound amount, and hammer fall height be measured at the same time, but the precision of the measured displacement amount is very high by applying the unique correlation value calculation method and interpolation method without being affected by vibration caused by driving, and overall operation in the field Since the operator can check the instructions with the field terminal and directly through wireless communication, the efficiency and field applicability of the driving work are excellent, and the safety of construction can be achieved at the same time.

도 1 은 본 발명에 사용되는 일실시예인 드롭해머를 갖춘 항타기와 파일을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치에서 항타관련 변위를 측정하기 위한 구성을 나타낸 도면.
도 3 은 본 발명에서 다른 형태의 두 개의 타깃이 한 프레임에 촬영된 영상이미지를 간략하게 나타낸 도면.
도 4 는 본 발명에서 타깃이미지와 기준이미지 및 측정이미지의 일실시예를 나타낸 도면.
도 5 는 본 발명에서 타깃이미지와 기준이미지(또는 측정이미지) 간의 상관값을 산출하는 과정을 설명하는 개념도.
도 6 은 본 발명에 적용되는 포물선 보간법을 설명하는 개념도.
도 7 은 해머에 의한 항타시 본 발명에 따른 측정장치로 분석한 변위 실측값에 관한 그래프(1회 항타 기준)를 간략하게 나타낸 도면.
1 is a view schematically showing a pile driver and a pile equipped with a drop hammer, which is an embodiment used in the present invention.
2 is a view showing a configuration for measuring displacement related to driving in an image-based displacement measuring device related to pile driving according to the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a video image in which two targets of different shapes are photographed in one frame according to the present invention;
4 is a diagram showing an embodiment of a target image, a reference image, and a measurement image in the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating a process of calculating a correlation value between a target image and a reference image (or measurement image) in the present invention;
6 is a conceptual diagram illustrating a parabolic interpolation method applied to the present invention;
7 is a view briefly showing a graph (based on one driving) of measured displacement values analyzed by the measuring device according to the present invention when driving with a hammer.

상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도면들 및 이를 참조한 설명은 본 발명에 관하여 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위해 예시된 것이며, 본 발명의 사상 및 범위를 한정하려는 의도로 제시된 것은 아님에 유의하여야 할 것이다.A preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the accompanying drawings and the description referring thereto are illustrated so that those skilled in the art can easily understand the present invention, and are not intended to limit the spirit and scope of the present invention. will have to

도 1 내지 도 7 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치는 거치대가 부착된 영상수집기, 제어부(60), 현장단말기(20) 및 항타기의 해머(50)와 파일(pile,40)의 일정 위치에 각각 부착되는 타깃(30,31)을 포함하고 있다. 상기 거치대는 예를 들어 삼각대이고 상기 영상수집기는 파일(40)의 변위를 측정하기 위해 연속적으로 취득한 영상이미지 데이터를 현장단말기(20)로 유/무선통신을 통해 송신하는데 예를 들어 타깃(30,31)을 향해 설치된 카메라(10)이며, 상기 해머(50)는 예를 들어 드롭 해머이다. 타깃(30,31)에 대한 카메라의 빠른 조준을 위해 레이저 시준기가 추가로 적용될 수도 있다.As shown in FIGS. 1 to 7, the image-based pile driving-related displacement measuring device according to the present invention includes an image collector attached to a cradle, a controller 60, a field terminal 20, and a hammer 50 of a pile driver. It includes targets 30 and 31 attached to a certain position of the pile 40, respectively. The cradle is, for example, a tripod, and the image collector transmits continuously acquired video image data to the field terminal 20 through wired/wireless communication to measure the displacement of the file 40. For example, the target 30, 31), and the hammer 50 is, for example, a drop hammer. A laser collimator may be additionally applied to quickly aim the camera at the targets 30 and 31 .

상기 제어부(60)는 상기 카메라(10) 및 현장단말기(20)와 제어신호를 송수신하여 변위 측정과 관련된 일련의 전반적인 제어를 수행하는데 상기 현장단말기(20)에 포함될 수 있다.The control unit 60 transmits and receives control signals to and from the camera 10 and the field terminal 20 to perform a series of overall controls related to displacement measurement, and may be included in the field terminal 20.

상기 현장단말기(20)는 상기 카메라(10)로부터의 영상이미지 데이터 수신과 함께 본 발명에 따른 변위 측정과 관련된 전반적인 운영지시를 현장단말기(20)로 확인하면서 운영자에 의해 무선통신(블루투스, 와이파이 등)을 통해 할 수 있다. 현장단말기(20)에 수신된 데이터는 원거리 통합서버로 전송될 수도 있다.The on-site terminal 20 receives video image data from the camera 10 and checks overall operation instructions related to the displacement measurement according to the present invention with the on-site terminal 20, and the operator communicates wirelessly (Bluetooth, Wi-Fi, etc.) ) can be done through Data received by the on-site terminal 20 may be transmitted to a remote integration server.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 항타기의 해머(50)와 파일(40)에 각각 타깃(30,31)이 부착되는데 상기 타깃(30,31)은 항타에 의한 타격과 진동에도 타깃(30,31)의 최초 부착지점에서 이동되지 않게 단단히 부착되어야 하고, 타깃(30,31)은 다양한 형태를 가질수 있으나 항타기의 해머(50)와 파일(40)에 부착되는 타깃(30,31)은 구분이 가능하도록 서로 다른 형태이어야 한다.2 and 3, in the present invention, the targets 30 and 31 are attached to the hammer 50 and the pile 40 of the pile driver, respectively, and the targets 30 and 31 are hit and vibrated by driving. Edo targets (30, 31) must be firmly attached so as not to be moved at the initial attachment point, and the targets (30, 31) can have various shapes, but the targets (30, 31) should be in different forms to be distinguishable.

예를 들어, 본 발명에서는 카메라(10)의 영상이미지에서 검출이 쉽도록 검은색 굵은 선의 일정한 크기의 사각형 테두리에 그 내부에는 동일한 굵기의 십자모양(+) 또는 가위모양(×)을 갖는 타깃(30,31)을 사용하는데 상술한 바와 같이 항타기의 해머(50)와 파일(40)에는 각각 다른 내부모양을 사용한다. 이러한 형상의 타깃(30,31)은 후술되는 바와 같이 모멘트 기반 타깃 검출을 이용하여 다른 내부모양의 구별이 가능하고 타깃(30,31)의 검지 및 타깃의 위치 변화에 따른 추적에 의한 변위 측정은 회색조(그레이스케일)로 처리된 영상을 이용한다.For example, in the present invention, for easy detection in the video image of the camera 10, a target having a cross shape (+) or scissors shape (×) of the same thickness inside a square border of a certain size of a thick black line ( 30 and 31), and as described above, different internal shapes are used for the hammer 50 and the pile 40 of the pile driver. As will be described later, the targets 30 and 31 of this shape can distinguish different internal shapes using moment-based target detection, and the detection of the targets 30 and 31 and the displacement measurement by tracking according to the position change of the targets An image processed in gray scale (gray scale) is used.

한편 카메라 촬영으로 취득되는 영상의 한 프레임에는 항타기의 해머(50)와 파일(40)에 부착된 두 개의 다른 형태의 타깃(30,31)을 모두 포함하도록 한다. 여기서 프레임의 크기는 카메라(10)와 항타기 간의 이격 거리 및 화각에 영향을 받으므로 카메라(10)와 타깃(30,31) 간의 거리는 카메라의 해상도와 작업자의 안전을 고려하여 결정한다.On the other hand, one frame of the image obtained by camera shooting includes both the hammer 50 of the pile driver and the two different types of targets 30 and 31 attached to the pile 40. Here, since the size of the frame is affected by the separation distance between the camera 10 and the pile driver and the angle of view, the distance between the camera 10 and the targets 30 and 31 is determined in consideration of the resolution of the camera and the safety of the operator.

이하에서는 본 발명에 따른 변위 측정장치에 의한 변위(관입량, 낙하고, 리바운드량 등) 측정과정을 구체적으로 살펴보겠다.Hereinafter, the process of measuring displacement (intrusion, falling, rebound, etc.) by the displacement measuring device according to the present invention will be described in detail.

우선, 카메라(10)에 의해 취득된 영상에서 타깃(30,31)을 검출하는데 이러한 검출은 항타기의 해머(50)와 파일(40)에 부착된 타깃(30,31) 모두에 대하여 수행한다. 이러한 검출과정은 변위 측정을 위한 타깃(30,31)을 검지하여 그 위치와 크기를 획득하는 단계이다. 즉, 항타전 카메라 촬영으로 취득한 영상이미지인 기준이미지로부터 타깃(30,31)의 초기 위치를 획득한다. 조명이나 날씨의 변화에 따라 타깃(30,31)의 이미지의 밝기가 차이(추후 보상 가능)날 수 있고 카메라(10)와 타깃(30,31) 간의 거리에 따라 영상에서 크기 비율이 변경될 수 있다.First, the targets 30 and 31 are detected from the image acquired by the camera 10, and this detection is performed for both the hammer 50 of the pile driver and the targets 30 and 31 attached to the pile 40. This detection process is a step of acquiring the position and size of the targets 30 and 31 for displacement measurement. That is, the initial positions of the targets 30 and 31 are obtained from the reference image, which is a video image acquired by shooting the driving camera. Depending on changes in lighting or weather, the brightness of the images of the targets 30 and 31 may differ (compensation is possible later), and the size ratio of the images may change depending on the distance between the camera 10 and the targets 30 and 31. there is.

본 발명에서 타깃(30,31) 검출시 모멘트 기반 타깃 검출을 적용하는데, 상기 모멘트(Moments)는 영상의 형태를 표현하는 일련의 실수 값으로, Geometric moments와 Central moments 및 Normalized central moments 의 세가지 기능이 있는데 중심모멘트(central moments)를 이용하면 객체의 위치가 바뀌어도 동일한 객체를 추출할 수 있는 특성이 있고, 중심모멘트 정규화(normalized central moments)는 Central moments를 정규화한 것이다. 이외에도 HU의 7개 불변 모멘트 기법도 있는데 이를 이용하면 영상의 크기, 회전, 이동, 대칭에 대해서 모멘트 값이 불변하는 특성이 있다.In the present invention, moment-based target detection is applied when detecting the targets 30 and 31. The moments are a series of real values representing the shape of an image, and three functions of Geometric moments, Central moments, and Normalized central moments are used. However, if the central moments are used, the same object can be extracted even if the location of the object is changed, and the normalized central moments are normalized central moments. In addition, there is also the 7 invariant moment method of HU, which has the characteristic that the moment value is invariant for the size, rotation, movement, and symmetry of the image.

이러한 모멘트 기반 객체 검출은 두개의 외곽선, 그레이스케일 영상을 이용하여 모양을 비교하는 방법이다. 특정 함수와 입력영상의 상관성(correlation)을 계산하여 어떤 영상의 모양정보를 얻어내는데 본 발명의 일실시예인 타깃(검은색 굵은 선의 일정한 크기의 사각형 테두리에 그 내부에는 동일한 굵기의 십자모양(+) 또는 가위모양(×)을 갖는 타깃)의 검출된 모양정보는 본 발명의 하나의 구성인 제어부(60)를 통해 인식된다. 이러한 다른 두 개의 타깃(30,31)의 모양정보는 후술할 상관값 계산시 각각 동일한 모양정보에 대해 높은 상관값을 가지게 된다.This moment-based object detection is a method of comparing shapes using two outlines and grayscale images. The shape information of a certain image is obtained by calculating the correlation between a specific function and an input image. The target, which is an embodiment of the present invention, is a rectangular border of a certain size of a thick black line, and a cross shape (+) of the same thickness is inside it. Or, the detected shape information of a target having a scissors shape (×) is recognized through the controller 60, which is one component of the present invention. The shape information of the other two targets 30 and 31 each have a high correlation value for the same shape information when calculating a correlation value to be described later.

한편 카메라(10)에 의해 타깃(30,31)이 검지되면 그 검지신호는 제어부(60)를 통해 현장단말기(20)로 전송되고 이후 현장단말기(20)에 의한 운영지시에 의해 후술할 추적 측정단계가 수행된다.On the other hand, when the targets 30 and 31 are detected by the camera 10, the detection signal is transmitted to the field terminal 20 through the control unit 60, and then tracking and measuring to be described later by the operation instruction by the field terminal 20. steps are performed.

다음으로, 항타시 카메라(10) 촬영으로 취득한 모든 프레임인 측정이미지로부터 타깃(30,31)의 변화된 위치를 추적 측정하는데 상기 타깃 검출 단계에서 수집한 타깃이미지를 기반으로 타깃(30,31)의 위치 변화량을 계산한다.Next, the changed positions of the targets 30 and 31 are tracked and measured from the measurement images, which are all frames acquired by shooting the camera 10 when driving, of the targets 30 and 31 based on the target images collected in the target detection step. Calculate the amount of change in position.

본 발명에서는 상기 검출된 타깃이미지를 기반으로 카메라(10) 촬영으로 취득한 영상이미지에서 타깃(30,31)의 위치를 찾고 후술할 상관값 산정방법과 보간법을 이용하여 상기 기준이미지와 측정이미지로부터 타깃(30,31)의 미세한 위치 변화를 측정할 수 있다. 여기서 위치 변화량, 즉 타깃(30,31)의 이동량은 영상의 픽셀 크기를 ㎜로 변환하여 ㎜단위로 산정한다. 도 4에서는 상기 타깃이미지(a)와 기준이미지(b) 및 측정이미지(c)의 일실시예를 나타낸 것으로 편의상 하나의 타깃(30)만 표현한 것이다.In the present invention, based on the detected target image, the location of the targets 30 and 31 is found in the video image obtained by shooting the camera 10, and the target is obtained from the reference image and the measurement image by using a correlation value calculation method and interpolation method to be described later. It is possible to measure minute positional changes of (30,31). Here, the amount of change in position, that is, the amount of movement of the targets 30 and 31 is calculated in units of mm by converting the pixel size of the image into mm. 4 shows an embodiment of the target image (a), reference image (b), and measurement image (c), and only one target 30 is represented for convenience.

이에 본 발명에서는 기본적으로 항타기 해머(50)에 부착된 타깃(31)을 이용하여 해머(50)의 낙하고를 산출하고, 파일(40)에 부착된 타깃(30)을 이용하여 관입량과 리바운드량을 산출한다. 해머(50)의 낙하고는 상대적으로 관입량과 리바운드량에 비해 중요한 수치가 아니므로 후술할 보간법을 이용하지 않을 수도 있고, 파일(40) 손상 방지를 위해 파일(40) 상단에 씌워진 완충재내장 캡(41)이 반복적인 해머(50)의 항타에 의한 캡(41)의 상면 레벨의 변동으로 발생하는 오차는 무시할 수 있을 정도이며, 상기 낙하고는 항타시마다 항타기의 해머(50)가 파일(40) 상단에서 이격되어 있지 않은 정지상태에서의 해머(50)에 부착된 타깃(31) 위치와 해머(50)가 최고로 들어올려진 상태에서의 해머(50)에 부착된 타깃(31) 위치를 비교하면 낙하고를 산출할 수 있다.Therefore, in the present invention, the fall of the hammer 50 is basically calculated using the target 31 attached to the pile driving hammer 50, and the amount of penetration and rebound amount using the target 30 attached to the pile 40 yields Since the fall height of the hammer 50 is not a relatively important value compared to the amount of penetration and rebound, the interpolation method described later may not be used, and to prevent damage to the pile 40, a cap containing a buffer material covered on top of the pile 40 ( 41) The error caused by the fluctuation of the level of the upper surface of the cap 41 due to the repeated driving of the hammer 50 is negligible, and the hammer 50 of the pile driver 50 is at the top of the pile 40 every time the hammer 50 is driven. Comparing the position of the target 31 attached to the hammer 50 in a stationary state that is not spaced apart from the position of the target 31 attached to the hammer 50 in the state in which the hammer 50 is lifted to the maximum, the drop height is can be calculated

다음의 표 1은 본 발명에 따른 측정장치의해 측정된 항타 횟수별 파일(40) 관입량, 낙하고 및 리바운드량을 기록한 일실시예를 나타낸 것이다.Table 1 below shows an example in which the amount of penetration, fall and rebound of the pile 40 for each number of driving measured by the measuring device according to the present invention is recorded.

항타횟수number of hits 측정값
(단위:m)
Measures
(Unit: m)
변위
(항타별 관입량)
displacement
(Amount of penetration per drive)
항타5회별
평균변위
5 hits
mean displacement
리바운드량rebound amount 낙하고fall
00 00 1One 0.0250.025 0.0250.025 0.0130.013 1.5201.520 22 0.0460.046 0.0210.021 0.0100.010 1.4771.477 33 0.0630.063 0.0170.017 0.0100.010 1.5301.530 44 0.0780.078 0.0150.015 0.0080.008 1.6251.625 55 0.0880.088 0.0100.010 0.0170.017 0.0060.006 1.5501.550 66 0.0980.098 0.0100.010 0.0050.005 1.4561.456 77 0.1060.106 0.0080.008 0.0050.005 1.4481.448 88 0.1110.111 0.0050.005 0.0030.003 1.5101.510 99 0.1160.116 0.0050.005 0.0030.003 1.5801.580 1010 0.1200.120 0.0040.004 0.0060.006 0.0020.002 1.5251.525 .
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상기 표 1에서 측정값에는 파일(40)에 부착된 타깃(30)을 이용하여 각 항타후 후술할 보간된 최후 측정점(도 7 참조)과 보간된 기준점과의 세로축 방향의 위치차이(수직 변위)가 기록되고, 변위에는 상기 측정값을 이용하여 각 항타에 의한 항타별 관입량이 기록되며, 파일(40)을 항타하는 과정에서 발생하는 파일(40)의 리바운드량도 파일(40)에 부착된 타깃(30)을 이용하여 각 항타시 모든 프레임에 대하여 보간된 측정점들을 기준(도 7 참조)으로 산출하여 기록되고, 낙하고는 항타기 해머(50)에 부착된 타깃(31)을 이용하여 각 항타시 후술할 상관값을 계산하여 기록하는데 후술할 보간법도 병행할 수 있다.In Table 1, the measured value is the position difference (vertical displacement) in the vertical axis direction between the last interpolated measurement point (see FIG. 7) and the interpolated reference point, which will be described later after each driving using the target 30 attached to the pile 40 is recorded, and the amount of penetration for each driving by each driving is recorded for the displacement using the measured value, and the rebound amount of the pile 40 generated in the process of driving the pile 40 is also the target attached to the pile 40. (30) is used to calculate and record the interpolated measurement points for all frames during each driving as a standard (see FIG. 7), and the drop will be described later during each driving using the target 31 attached to the pile driving hammer 50. An interpolation method to be described later may also be used to calculate and record the correlation value to be performed.

구체적으로는 도 7에 나타낸 바와 같이, 1회 항타 기준으로 도 7에 표시된 각 포인트는 영상의 각 프레임별로 후술할 상관값과 보간법이 적용된 측정점이고 시점상 마지막 포인트가 1회 항타 기준으로 보간된 최후 측정점이 되어 관입량 산정에 기준이 되며, 도 7에 표시된 포인트 중 제일 낮은 위치의 포인트와 리바운드된 후의 제일 높은 위치의 포인트와의 수직 변위 차이가 리바운드량이 된다.Specifically, as shown in FIG. 7, each point shown in FIG. 7 on the basis of one-time driving is a measurement point to which the correlation value and interpolation method described later are applied for each frame of the image, and the last point at the viewpoint is the last point interpolated on the basis of one-time driving. It becomes the measurement point and becomes the standard for calculating the amount of penetration, and the vertical displacement difference between the point at the lowest position among the points shown in FIG. 7 and the point at the highest position after rebound becomes the rebound amount.

한편, 상기 표 1의 항타 5회별 평균변위는 5회씩 항타후 직전 항타 5회 변위의 평균값이 기록되는 것으로, 시공 관리기준으로는 '항타 5회별 평균변위가 기준치 범위내이면서 항타 5회별 평균변위 기준치 범위내가 3번 반복되면 항타 작업을 종료할 것'과 같이 결정할 수 있다. 이러한 상기 기준치는 항타 현장의 일부 파일(40)에 수행된 동재하시험의 결과를 기준으로 할 수 있다.On the other hand, the average displacement per 5 driving times in Table 1 is the average value of the displacement of the previous 5 driving times after driving 5 times, and as a construction management standard, 'the average displacement per 5 driving times is within the standard range and the average displacement standard value for each 5 driving times' It can be decided as 'to end the driving operation when the range is repeated 3 times'. This reference value may be based on the result of the dynamic load test performed on some piles 40 at the driving site.

따라서 항타시에 파일(40)의 최종 관입량을 정확히 측정하는 것도 매우 중요하며, 항타 분석시에 각각의 항타에 따른 관입량을 정확히 측정하는 것도 매우 중요하다. 이에 본 발명은 상관값 산정방법과 보간법 적용에 의해 타깃(30,31)의 이동량(관입량, 낙하고, 리바운드량 등)을 영상 이미지를 구성하는 최소 단위인 픽셀보다 더 작은 단위로 산정할 수 있으므로 그 정밀도가 매우 높아 항타 작업의 효율성과 시공의 안전성을 동시에 달성할 수 있다.Therefore, it is very important to accurately measure the final penetration amount of the pile 40 during driving, and it is also very important to accurately measure the penetration amount according to each driving analysis during driving analysis. Therefore, the present invention can calculate the moving amount (intrusion amount, falling amount, rebound amount, etc.) of the targets 30 and 31 in a unit smaller than a pixel, which is the smallest unit constituting a video image, by applying the correlation value calculation method and the interpolation method. Its precision is very high, so it can achieve the efficiency of driving work and the safety of construction at the same time.

이하에서는 본 발명에서 상관값 산정방법과 보간법 적용에 대해 구체적으로 살펴보겠다.Hereinafter, the correlation value calculation method and the application of the interpolation method in the present invention will be described in detail.

도 5에 도시된 타깃이미지와 측정이미지(또는 기준이미지)에 대한 상관값은 다음의 수학식 1과 같이 산정한다.The correlation value between the target image and the measurement image (or reference image) shown in FIG. 5 is calculated as in Equation 1 below.

Figure 112022128017692-pat00005
Figure 112022128017692-pat00005

여기서, n은 타깃이미지의 총픽셀수, x는 타깃이미지와 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 가로축 픽셀위치, y는 타깃이미지와 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 세로축 픽셀위치, t(x,y)는 타깃이미지의 x,y위치에서의 그레이스케일, m(x,y)는 타깃이미지에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 x,y위치에서의 그레이스케일이다.Here, n is the total number of pixels in the target image, x is the horizontal axis pixel position of the target image and its corresponding measurement image (or reference image), and y is the vertical axis pixel position of the target image and its corresponding measurement image (or reference image) , t(x,y) is the gray scale at the x,y position of the target image, m(x,y) is the gray scale at the x,y position of the measurement image (or reference image) corresponding to the target image.

상기 그레이스케일은 각 픽셀의 값이 빛의 양을 나타내는 하나의 샘플인 이미지를 가리키며, 광도의 정보만을 전달한다. 이러한 종류의 이미지는 흑백 또는 단색회로도 알려져 있으며 회색 음영으로 이루어져 있어서 가장 여린 광도의 '검정'부터 가장 센 광도의 '백색'에 이르기까지 다양하다. 보통 8비트 그레이스케일에서는 검정색이 0이고, 백색이 255이어서 그레이스케일은 0에서 255사이의 정수로 표현된다.The gray scale refers to an image in which the value of each pixel is one sample indicating the amount of light, and transmits only light intensity information. This kind of image, also known as black and white or monochromatic, consists of shades of gray, ranging from 'black' at the lightest intensity to 'white' at the highest light intensity. Normally, in 8-bit grayscale, black is 0 and white is 255, so grayscale is expressed as an integer between 0 and 255.

측정이미지는 항타시 카메라(10) 촬영으로 취득한 모든 프레임인데(도 4c참조), 예를 들어 초당 5 프레임을 촬영한다면 10초인 경우 50개의 측정이미지가 생성될 것이고 50개의 각 측정이미지마다 상술한 상관값의 계산방법이 적용된다. 여기서 초당 프레임수는 항타 간격을 고려하여 설정할 수도 있다.The measurement images are all frames acquired by shooting the camera 10 during driving (see FIG. 4c). For example, if 5 frames are taken per second, 50 measurement images will be generated in the case of 10 seconds, and the above-described correlation for each 50 measurement images. The method of calculating the value is applied. Here, the number of frames per second may be set in consideration of the driving interval.

한편, 기준이미지는 항타전 카메라(10) 촬영으로 취득한 이미지인데(도 4b참조), 타깃이미지와 기준이미지에 대한 상관값 계산방법은 역시 상술한 상관값 계산방법에서 측정이미지를 기준이미지로 대체하여 상기 수학식 1을 적용한다. 즉 b(x,y)를 타깃이미지에 대응하는 기준이미지의 x,y위치에서의 그레이스케일이라고 한다면 m(x,y)를 b(x,y)로 대체하는 방식이다.On the other hand, the reference image is an image obtained by shooting the driving camera 10 (see FIG. 4b), and the method for calculating the correlation value for the target image and the reference image is also replaced with the reference image for the measurement image in the above-described correlation value calculation method. Equation 1 above is applied. That is, if b(x,y) is the gray scale at the x,y position of the reference image corresponding to the target image, m(x,y) is replaced with b(x,y).

예를 들어, 타깃이미지가 10×10 픽셀이면 총픽셀수 n은 100이고, 상기 x는 1~10 상기 y도 1~10이므로 타깃이미지에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)는 타깃이미지와 크기가 동일한 측정이미지(또는 기준이미지)의 일부인 10×10 픽셀이 된다(도 5에서는 5×5 픽셀로 표현).For example, if the target image is 10 × 10 pixels, the total number of pixels n is 100, the x is 1 to 10, and the y is 1 to 10, so the measurement image (or reference image) corresponding to the target image has the same size as the target image. becomes 10×10 pixels that are part of the same measurement image (or reference image) (expressed as 5×5 pixels in FIG. 5).

상기 타깃이미지는 측정이미지(또는 기준이미지)의 모든 픽셀을 바람직하게는 좌측상단부터 우측하단까지 1픽셀씩 이동하면서 측정이미지(또는 기준이미지)의 모든 픽셀에 대해서 상기 상관값을 계산하게 되는데, 다시 말해 상기 상관값은 타깃이미지의 모든 픽셀 중에서 상기 상관값이 부여되는 일정한 위치의 픽셀을 측정점(기준이미지에서는 기준점)이라고 한다면 그 측정점(기준이미지에서는 기준점)은 측정이미지(또는 기준이미지)의 모든 픽셀을 거쳐 이동할 수 있도록 해야 한다(도 5에서는 타깃이미지가 이동하면서 측정이미지(또는 기준이미지)와 겹치는 부분은 검정색으로 표현했음).The target image calculates the correlation value for all pixels of the measurement image (or reference image) while moving all pixels of the measurement image (or reference image) preferably by one pixel from the upper left corner to the lower right corner. In other words, if the correlation value is a measurement point (reference point in the reference image) of a pixel at a constant position to which the correlation value is given among all pixels of the target image, the measurement point (reference point in the reference image) is all pixels of the measurement image (or reference image) (In FIG. 5, the part where the target image moves and overlaps with the measured image (or reference image) is expressed in black).

상기 측정점(또는 기준점)은 타깃이미지의 중앙 픽셀 또는 중앙에 가까운 픽셀로 정하는 것이 바람직하므로 상기 측정점(또는 기준점)이 측정이미지(또는 기준이미지)의 모든 픽셀을 거쳐 이동하려면 측정이미지(또는 기준이미지)의 가장자리에서 상기 상관값의 계산시에는 타깃이미지의 일부 픽셀이 측정이미지를 벗어날 수도 있다.Since it is preferable to set the measurement point (or reference point) at the center pixel or a pixel close to the center of the target image, the measurement point (or reference point) moves through all pixels of the measurement image (or reference image). When calculating the correlation value at the edge of , some pixels of the target image may deviate from the measurement image.

상기 수학식 1의 각각의 이미지를 표준편차로 나누어 그레이스케일 차이를 보상하여 정규화하면 다음의 수학식 2와 같다.If each image in Equation 1 is divided by the standard deviation and normalized by compensating for the gray scale difference, the following Equation 2 is obtained.

Figure 112022128017692-pat00006
Figure 112022128017692-pat00006

여기서, σt와 σm은 각각 타깃이미지와 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 그레이스케일의 표준편차이다.Here, σ t and σ m are standard deviations of the gray scale of the target image and the corresponding measurement image (or reference image), respectively.

상기 수학식 2는 -1 ~ +1 사이의 값을 갖게 된다.Equation 2 above has a value between -1 and +1.

또한, 이미지 밝기 차이를 보상한(평균은 0으로 표준편차는 1이 되도록 정규화한) 상관값을 구하고자 한다면 다음의 수학식 3과 같은데 이 또한 -1 ~ +1 사이의 값을 갖는다.In addition, if it is desired to obtain a correlation value that compensates for the difference in image brightness (normalized so that the average is 0 and the standard deviation is 1), it is the same as the following Equation 3, which also has a value between -1 and +1.

Figure 112022128017692-pat00007
Figure 112022128017692-pat00007

여기서,

Figure 112022128017692-pat00008
Figure 112022128017692-pat00009
는 각각 타깃이미지와 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 그레이스케일의 평균이다.here,
Figure 112022128017692-pat00008
and
Figure 112022128017692-pat00009
Is the average of the gray scales of the target image and the corresponding measurement image (or reference image), respectively.

결국 상기 수학식 3을 이용하여 타깃이미지와 측정이미지(또는 기준이미지)에 대한 상관값을 계산하고 후술할 보간법을 활용하여 측정이미지(또는 기준이미지)에서의 타깃이미지의 위치를 찾아내게 되는데, 앞서 살펴본 바와 같이 타깃이미지와 측정이미지(또는 기준이미지)는 그레이스케일(0~255)로 미리 변환한다.Eventually, a correlation value between the target image and the measurement image (or reference image) is calculated using Equation 3, and the position of the target image in the measurement image (or reference image) is found using an interpolation method to be described later. As described above, the target image and the measurement image (or reference image) are converted to gray scale (0 to 255) in advance.

구체적으로 상기 측정점(또는 기준점)의 상관값이 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 모든 픽셀 중에서 상관값이 가장 1에 가까운 위치의 측정이미지(또는 기준이미지) 픽셀을 찾아낼 수 있다.Specifically, among all pixels of the measurement image (or reference image) corresponding to the correlation value of the measurement point (or reference point), a pixel of the measurement image (or reference image) having a correlation value closest to 1 may be found.

상기 보간법과 상기 가장 1에 가까운 위치의 측정이미지(또는 기준이미지) 픽셀과 가로축 세로축으로 각각 인접하는 2개씩의 픽셀에서의 타깃이미지와 측정이미지(또는 기준이미지)에 대한 상관값을 이용하여 측정점(또는 기준점)의 상관값이 최대값(peak, 이하 보간된 측정점(또는 보간된 기준점)이라 함)인 위치를 가로축과 세로축에서 각각 찾아내면 그 보간된 측정점(또는 보간된 기준점)의 위치는 타깃(30,31)의 변위(관입량, 낙하고, 리바운드량 등)를 산출하는데 기준이 된다.Using the interpolation method and the correlation value between the target image and the measurement image (or reference image) at the measurement image (or reference image) pixel at the position closest to 1 and two adjacent pixels on the horizontal axis and vertical axis, respectively, the measurement point ( Or, if the position where the correlation value of the reference point is the maximum (peak, hereinafter referred to as an interpolated measurement point (or interpolated reference point)) is found on the horizontal axis and vertical axis, respectively, the position of the interpolated measurement point (or interpolated reference point) is the target ( 30, 31) is used as a standard for calculating the displacement (intrusion, falling, rebound, etc.).

다시 말해, 상기 보간된 측정점(또는 보간된 기준점)은 상기 측정점(또는 기준점)의 상관값이 최대값으로 추정되는 측정점(또는 기준점)이고, 상기 보간법의 개념은 도 6에 도시된 바와 같고, 포물선에 대한 일반 공식은 다음의 수학식 4와 같다.In other words, the interpolated measurement point (or interpolated reference point) is a measurement point (or reference point) at which the correlation value of the measurement point (or reference point) is estimated as the maximum value, and the concept of the interpolation method is as shown in FIG. 6, and a parabola The general formula for is shown in Equation 4 below.

Figure 112022128017692-pat00010
Figure 112022128017692-pat00010

상기 측정점(또는 기준점)의 최대값(peak)에 가장 가까운 3개의 상관값인 α,β,γ(상기 가장 1에 가까운 위치의 측정이미지(또는 기준이미지) 픽셀과 가로축 세로축으로 각각 인접하는 2개씩의 픽셀에서의 타깃이미지와 측정이미지(또는 기준이미지)에 대한 상관값)를 이용하면 보간된 측정점(또는 보간된 기준점)의 위치는 다음의 수학식 5와 같다.α, β, γ (the measurement image (or reference image) pixel at the position closest to 1), which is the three correlation values closest to the maximum value (peak) of the measurement point (or reference point), and two adjacent on the horizontal axis and vertical axis, respectively. If the correlation value of the target image and the measurement image (or reference image) at the pixel of is used, the position of the interpolated measurement point (or interpolated reference point) is as shown in Equation 5 below.

Figure 112022128017692-pat00011
Figure 112022128017692-pat00011

상술한 바와 같이, 보간된 측정점과 보간된 기준점의 위치차이가 타깃(30,31)의 변위가 되는데, 즉 세로축 방향의 변위량(수직 변위)이 프레임당 파일(40)의 관입량과 낙하고 및 리바운드량 등이 된다.As described above, the positional difference between the interpolated measurement point and the interpolated reference point becomes the displacement of the targets 30 and 31, that is, the amount of displacement in the vertical axis direction (vertical displacement) corresponds to the amount of penetration of the pile 40 per frame and falling and rebound. quantity, etc.

한편, 본 발명에서는 항타n회별 평균변위(표 1 참조)의 산출, 타깃(30,31)의 검출, 상관값의 계산, 측정점(또는 기준점)의 보간과 타깃(30,31)의 변위(관입량, 낙하고, 리바운드량 등) 산출시에는 이러한 과정을 컴퓨터로 수행하기 위해 프로그램 언어를 통해 알고리즘으로 코딩한 프로그램을 사용한다.On the other hand, in the present invention, calculation of average displacement (see Table 1) for n times per stroke, detection of targets 30 and 31, calculation of correlation values, interpolation of measurement points (or reference points) and displacement of targets 30 and 31 (penetration A program coded as an algorithm through a programming language is used to perform these processes with a computer when calculating the amount of weight, fall, rebound, etc.).

이에 평균변위 산출모듈은 항타별 관입량을 입력 데이터로 하여 n회씩 항타후 직전 항타 n회 변위의 평균값을 산출하는데, 이러한 산출 과정은 최종적으로 컴퓨터로 수행하기 위해 프로그램 언어를 통해 알고리즘으로 코딩한 프로그램이고, 다시 말해 이러한 프로그램은 현장단말기(20) 또는 별도의 저장장치에 저장되어 평균변위 산출모듈이 현장단말기(20) 또는 별도의 저장장치에 입력저장된 입력 데이터와 상기 프로그램을 이용하여 항타 n회 변위의 평균값을 산출하게 되는 것이다.Accordingly, the average displacement calculation module calculates the average value of the displacement of n times immediately before driving after n times of driving with the amount of penetration for each driving as input data. In other words, this program is stored in the field terminal 20 or a separate storage device, so that the average displacement calculation module uses the input data stored in the field terminal 20 or a separate storage device and the program to find displacement n times. will calculate the average value of .

타깃 검출 모듈은 항타전 취득한 상기 기준이미지를 입력 데이터로 하여 모멘트 기반 타깃 검출을 통해 상기 기준이미지로부터 타깃(30,31)을 검출하게 되는데, 이러한 검출 과정은 최종적으로 컴퓨터로 수행하기 위해 프로그램 언어를 통해 알고리즘으로 코딩한 프로그램이고, 다시 말해 이러한 프로그램은 모멘트 기반 객체 검출을 포함하면서 현장단말기(20) 또는 별도의 저장장치에 저장되어 타깃 검출 모듈이 현장단말기(20) 또는 별도의 저장장치에 입력저장된 입력 데이터와 상기 프로그램을 이용하여 타깃(30,31)을 검출하게 되는 것이다.The target detection module detects the targets 30 and 31 from the reference image through moment-based target detection using the reference image obtained before driving as input data. This detection process is finally performed by using a program language In other words, this program includes moment-based object detection and is stored in the field terminal 20 or a separate storage device so that the target detection module is input and stored in the field terminal 20 or a separate storage device. The targets 30 and 31 are detected using the input data and the program.

상관값 계산 모듈은 상기 수학식 3과 입력자료들을 이용해 상기 수학식 3을 만족하는 상관값을 계산하게 되는데, 이러한 계산 과정은 최종적으로 컴퓨터로 수행하기 위해 프로그램 언어를 통해 알고리즘으로 코딩한 프로그램이고, 다시 말해 이러한 프로그램은 상기 수학식 3을 포함하면서 현장단말기(20) 또는 별도의 저장장치에 저장되어 상관값 계산 모듈이 현장단말기(20) 또는 별도의 저장장치에 입력저장된 입력자료들과 상기 프로그램을 이용하여 상관값을 계산하게 되는 것이다.The correlation value calculation module calculates a correlation value that satisfies Equation 3 using Equation 3 and the input data. This calculation process is a program coded as an algorithm through a programming language to be finally performed by a computer, In other words, this program includes Equation 3 and is stored in the field terminal 20 or a separate storage device, so that the correlation value calculation module converts the input data stored in the field terminal 20 or a separate storage device and the program. It will be used to calculate the correlation value.

측정점(또는 기준점) 보간 모듈은 상기 수학식 5와 입력자료들을 이용해 상기 수학식 5를 만족하는 보간된 측정점(또는 보간된 기준점)을 결정하게 되는데, 이러한 과정은 최종적으로 컴퓨터로 수행하기 위해 프로그램 언어를 통해 알고리즘으로 코딩한 프로그램이고, 다시 말해 이러한 프로그램은 상기 수학식 5를 포함하면서 현장단말기(20) 또는 별도의 저장장치에 저장되어 측정점(또는 기준점) 보간 모듈이 현장단말기(20) 또는 별도의 저장장치에 입력저장된 입력자료들과 상기 프로그램을 이용하여 보간된 측정점(또는 보간된 기준점)을 결정하게 되는 것이다.The measurement point (or reference point) interpolation module determines an interpolated measurement point (or interpolated reference point) that satisfies Equation 5 using Equation 5 and the input data. It is a program coded with an algorithm through, in other words, this program includes Equation 5 and is stored in the field terminal 20 or a separate storage device so that the measurement point (or reference point) interpolation module is the field terminal 20 or a separate storage device. An interpolated measurement point (or an interpolated reference point) is determined using the input data stored in the storage device and the above program.

상술한 바와 같이, 본 발명에서 필요한 타깃(30,31) 변위는 관입량, 리바운드량 및 낙하고인데, 관입량은 보간된 측정점의 위치와 보간된 기준점의 위치의 수직 변위이고, 리바운드량은 1회 항타 기준으로 리바운드되기 전의 제일 낮은, 보간된 측정점의 위치와 리바운드된 후의 제일 높은, 보간된 측정점의 위치의 수직 변위이며, 낙하고는 해머(50)가 파일(40) 상단에서 이격되어 있지 않은 정지상태에서의 해머(50)에 부착된 타깃(31)의 보간된 측정점의 위치와 해머(50)가 최고로 들어올려진 상태에서의 해머(50)에 부착된 타깃(31)의 보간된 측정점의 위치의 수직 변위이다.As described above, the displacements of the targets 30 and 31 required in the present invention are the penetration amount, the rebound amount, and the falling height. The penetration amount is the vertical displacement of the interpolated measurement point position and the interpolated reference point position, and the rebound amount is one time. It is the vertical displacement of the position of the lowest, interpolated measurement point before rebound on a driving basis and the position of the highest, interpolated measurement point after rebound, and the hammer 50 is not spaced apart from the top of the pile 40 after falling. Vertical of the position of the interpolated measuring point of the target 31 attached to the hammer 50 at , and the position of the interpolated measuring point of the target 31 attached to the hammer 50 in the state in which the hammer 50 is lifted to its highest. is the displacement

이에 타깃 변위 산출 모듈은 상기 보간된 측정점(또는 보간된 기준점)을 입력 데이터로 하여 타깃(30,31)의 변위를 산출하게 되는데, 이러한 산출 과정은 최종적으로 컴퓨터로 수행하기 위해 프로그램 언어를 통해 알고리즘으로 코딩한 프로그램이고, 다시 말해 이러한 프로그램은 현장단말기(20) 또는 별도의 저장장치에 저장되어 타깃 변위 산출 모듈이 현장단말기(20) 또는 별도의 저장장치에 입력저장된 입력 데이터와 상기 프로그램을 이용하여 타깃(30,31)의 변위를 산출하게 되는 것이다.Accordingly, the target displacement calculation module calculates the displacement of the targets 30 and 31 using the interpolated measurement point (or interpolated reference point) as input data. In other words, this program is stored in the field terminal 20 or a separate storage device, and the target displacement calculation module uses the input data stored in the field terminal 20 or a separate storage device and the program The displacement of the targets 30 and 31 is calculated.

이러한 상기 평균변위 산출모듈, 타깃 검출 모듈, 상관값 계산 모듈, 측정점(또는 기준점) 보간 모듈과 타깃 변위 산출 모듈은 상기 현장단말기(20)에 포함되고, 상기 모듈들은 본 발명이 컴퓨터상에서 수행되도록 하기 위한 기술적 수단으로 평균변위 산출부, 타깃 검출부, 상관값 계산부, 측정점(또는 기준점) 보간부 및 타깃 변위 산출부로 각각 명명할 수도 있다.The average displacement calculation module, target detection module, correlation value calculation module, measurement point (or reference point) interpolation module, and target displacement calculation module are included in the field terminal 20, and the modules allow the present invention to be performed on a computer. As technical means for this, an average displacement calculation unit, a target detection unit, a correlation value calculation unit, a measurement point (or reference point) interpolation unit, and a target displacement calculation unit may be respectively named.

따라서 본 발명은 현장에 적합한 배율의 렌즈가 적용된 카메라를 활용함으로써 넓은 화각으로 타깃을 쉽게 탐색할 수 있고, 현장셋업 정렬이 어려운 기존의 라인스캔 방식과 광학기반이 약해 근거리에서 측정해야 하는 QR코드 방식에 비해 현장적용성이 뛰어나며, 상관값 산정방법과 보간법 적용에 의해 타깃의 이동량(관입량, 낙하고, 리바운드량 등)를 영상 이미지를 구성하는 최소 단위인 픽셀보다 더 작은 단위로 산정할 수 있으므로 그 정밀도가 높다.Therefore, the present invention utilizes a camera with a lens having a magnification suitable for the field to easily search for a target with a wide angle of view, and the existing line scan method, which is difficult to align in field setup, and the QR code method, which must be measured at a short distance due to a weak optical base. Compared to this, it has excellent field applicability, and by applying the correlation value calculation method and interpolation method, the amount of movement of the target (intrusion amount, fall, rebound amount, etc.) can be calculated in units smaller than pixels, the smallest unit constituting a video image. High precision.

10: 카메라 20: 현장단말기
30: 파일에 부착된 타깃 31: 해머에 부착된 타깃
40: 파일(pile) 41: 완충재내장 캡
50: 해머 60: 제어부
10: camera 20: field terminal
30: target attached to pile 31: target attached to hammer
40: pile (pile) 41: buffer material built-in cap
50: hammer 60: control unit

Claims (7)

항타기의 해머(50)와 파일(40)의 일정 위치에 각각 부착되고 구분이 가능하도록 그 형태가 서로 다른 두 개의 타깃(30,31)과;
상기 타깃(30,31)을 향해 설치되고 타깃(30,31)의 변위를 측정하기 위해 영상이미지를 연속적으로 취득하며 취득하는 영상이미지의 한 프레임에는 상기 그 형태가 서로 다른 두 개의 타깃(30,31)을 포함하는 카메라(10), 및
상기 카메라(10)로부터 영상이미지 데이터를 수신하고 타깃(30,31)의 변위량을 산출하며 운영자에 의한 운영지시를 무선통신을 통해 할 수 있는 현장단말기(20)를 포함하여 이루어지되,
항타전 카메라(10) 촬영으로 취득한 영상이미지인 기준이미지를 입력 데이터로 하여 모멘트 기반 타깃 검출을 통해 상기 기준이미지로부터 타깃(30,31)을 검출하는 타깃 검출 모듈은 상기 현장단말기(20)에 포함되고,
타깃(30,31)을 검출하여 수집한 타깃이미지와 항타시 카메라(10) 촬영으로 취득한 모든 프레임인 측정이미지(또는 기준이미지)에 대한 상관값(-1 ~ +1 사이의 값)은 다음의 수학식,
Figure 112023024637067-pat00023
(여기서, n은 타깃이미지의 총픽셀수, x는 타깃이미지와 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 가로축 픽셀위치, y는 타깃이미지와 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 세로축 픽셀위치, t(x,y)는 타깃이미지의 x,y위치에서의 그레이스케일, m(x,y)는 타깃이미지에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 x,y위치에서의 그레이스케일, σt와 σm은 각각 타깃이미지와 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 그레이스케일의 표준편차,
Figure 112023024637067-pat00024
Figure 112023024637067-pat00025
는 각각 타깃이미지와 그에 대응하는 측정이미지(또는 기준이미지)의 그레이스케일의 평균)을 이용하여 계산하는 상관값 계산 모듈은 상기 현장단말기(20)에 포함되는 것을 특징으로 하는, 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치.
two targets 30 and 31 each attached to a predetermined position of the hammer 50 and the pile 40 of the pile driver and having different shapes so as to be distinguished;
It is installed toward the targets 30 and 31 and continuously acquires video images to measure the displacement of the targets 30 and 31, and in one frame of the acquired video images, the two targets 30 with different shapes 31), and
It includes a field terminal 20 capable of receiving video image data from the camera 10, calculating the amount of displacement of the targets 30 and 31, and giving operating instructions by an operator through wireless communication,
A target detection module for detecting targets 30 and 31 from the reference image through moment-based target detection using the reference image, which is a video image acquired by shooting the driving camera 10, as input data Included in the field terminal 20 become,
The correlation value (value between -1 and +1) between the target image collected by detecting the target 30 and 31 and the measurement image (or reference image), which is all frames acquired by shooting the camera 10 at the time of driving, is as follows math formula,
Figure 112023024637067-pat00023
(Where n is the total number of pixels of the target image, x is the horizontal axis pixel position of the target image and its corresponding measurement image (or reference image), y is the vertical axis pixel of the target image and its corresponding measurement image (or reference image) position, t(x,y) is the gray scale at the x,y position of the target image, m(x,y) is the gray scale at the x,y position of the measurement image (or reference image) corresponding to the target image, σ t and σ m are the standard deviation of the gray scale of the target image and the corresponding measurement image (or reference image), respectively.
Figure 112023024637067-pat00024
and
Figure 112023024637067-pat00025
is the average of the gray scales of the target image and the corresponding measured image (or reference image) respectively), characterized in that the correlation value calculation module is included in the field terminal 20, image-based file search Associated displacement measuring device.
제 1 항에 있어서,
상기 카메라(10) 및 현장단말기(20)와 제어신호를 송수신하여 타깃(30,31)의 변위 측정과 관련된 제어를 수행하는 제어부(60)가 상기 현장단말기(20)에 포함되고, 상기 파일(40) 상단에는 완충내장재 캡(41)이 씌어져 있는 것을 특징으로 하는, 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치.
According to claim 1,
A control unit 60 for performing control related to displacement measurement of the targets 30 and 31 by transmitting and receiving control signals with the camera 10 and the field terminal 20 is included in the field terminal 20, and the file ( 40) An image-based pile driving-related displacement measuring device, characterized in that the cap 41 of the buffer interior material is covered at the top.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 타깃이미지는 측정이미지(또는 기준이미지)의 모든 픽셀을 좌측상단부터 우측하단까지 1픽셀씩 이동하면서 측정이미지(또는 기준이미지)의 모든 픽셀에 대해서 상기 상관값을 계산하되, 상기 상관값은 타깃이미지의 모든 픽셀 중에서 일정한 위치의 픽셀인 측정점(기준이미지에서는 기준점)에 부여되며 그 측정점(기준이미지에서는 기준점)은 측정이미지(또는 기준이미지)의 모든 픽셀을 거쳐 이동하는 것을 특징으로 하는, 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치.
According to claim 1,
The target image calculates the correlation value for all pixels of the measurement image (or reference image) while moving all pixels of the measurement image (or reference image) by one pixel from the upper left corner to the lower right corner. It is given to a measurement point (reference point in the reference image), which is a pixel at a certain position among all pixels in the image, and the measurement point (reference point in the reference image) moves through all pixels of the measurement image (or reference image), image-based Displacement measuring device related to pile driving.
제 5 항에 있어서,
상기 상관값이 가장 1에 가까운 위치의 측정이미지(또는 기준이미지) 픽셀과 가로축 세로축으로 각각 인접하는 2개씩의 픽셀에서의 타깃이미지와 측정이미지(또는 기준이미지)에 대한 상관값을 이용하여 상기 측정점(또는 기준점)의 상관값이 최대값인 보간된 측정점(또는 보간된 기준점)의 위치를 가로축과 세로축에서 각각 다음의 수학식,
Figure 112022128017692-pat00015
(여기서, α,β,γ는 가장 1에 가까운 위치의 측정이미지(또는 기준이미지) 픽셀과 가로축 세로축으로 각각 인접하는 2개씩의 픽셀에서의 타깃이미지와 측정이미지(또는 기준이미지)에 대한 상관값)을 통해 찾아내는 측정점(또는 기준점) 보간 모듈은 상기 현장단말기(20)에 포함되는 것을 특징으로 하는, 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치.
According to claim 5,
The measurement point is obtained by using the correlation values of the target image and the measurement image (or reference image) at the pixel of the measurement image (or reference image) at the position where the correlation value is closest to 1 and the two adjacent pixels on the horizontal and vertical axes, respectively. The position of the interpolated measurement point (or interpolated reference point) at which the correlation value of (or reference point) is the maximum is determined by the following equations on the horizontal axis and the vertical axis, respectively;
Figure 112022128017692-pat00015
(Here, α, β, γ are the correlation values between the target image and the measurement image (or reference image) at the measurement image (or reference image) pixel at the position closest to 1 and two adjacent pixels on the horizontal and vertical axes, respectively. ) The measuring point (or reference point) interpolation module found through is characterized in that it is included in the field terminal 20, the image-based displacement measuring device related to pile driving.
제 6 항에 있어서,
상기 보간된 측정점과 보간된 기준점을 입력데이터로 하여,
파일(40)에 부착된 타깃(30)의 상기 보간된 측정점의 위치와 보간된 기준점의 위치의 수직 변위인 관입량과,
1회 항타 기준으로 리바운드되기 전의 제일 낮은, 파일(40)에 부착된 타깃(30)의 상기 보간된 측정점의 위치와 리바운드된 후의 제일 높은, 파일(40)에 부착된 타깃(30)의 상기 보간된 측정점의 위치의 수직 변위인 리바운드량, 및
해머(50)가 파일(40) 상단에서 이격되어 있지 않은 정지상태에서의 해머(50)에 부착된 타깃(31)의 상기 보간된 측정점의 위치와 해머(50)가 최고로 들어올려진 상태에서의 해머(50)에 부착된 타깃(31)의 상기 보간된 측정점의 위치의 수직 변위인 낙하고를 동시에 산출하는 타깃 변위 산출 모듈은 상기 현장단말기(20)에 포함되는 것을 특징으로 하는, 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치.
According to claim 6,
Using the interpolated measurement point and the interpolated reference point as input data,
The amount of penetration, which is the vertical displacement of the position of the interpolated measurement point and the position of the interpolated reference point of the target 30 attached to the pile 40,
Interpolation of the position of the interpolated measuring point of the target 30 attached to the pile 40, the lowest before rebound on the basis of one driving, and the position of the target 30 attached to the pile 40, the highest after rebound The rebound amount, which is the vertical displacement of the position of the measured point, and
The position of the interpolated measurement point of the target 31 attached to the hammer 50 in a stationary state in which the hammer 50 is not spaced apart from the top of the pile 40 and the hammer in a state in which the hammer 50 is lifted to the highest level. A target displacement calculation module that simultaneously calculates the vertical displacement of the position of the interpolated measurement point of the target 31 attached to (50) is included in the field terminal 20, image-based file driving. Associated displacement measuring device.
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